【關(guān)鍵詞】火電廠汽機；運行問題；應(yīng)對措施

引言

社會經(jīng)濟迅速發(fā)展，對電力需求亦在同步提升，作為電力生產(chǎn)的關(guān)鍵單元，汽機安全、穩(wěn)定、高效運行一直備受關(guān)注。但就實際而言，很多火電廠運行時間長、設(shè)備陳舊，很容易因外部因素影響、管理不善等因素而引發(fā)安全問題，基于此有必要進行汽機運行問題分析，確定問題原因，整合各方資源，提出應(yīng)對措施，為火電廠穩(wěn)定運營提供助力。

一、火電廠汽機運行管理重要性

進入新時期以后，雖然風(fēng)電、水電、核能發(fā)電等發(fā)展迅速，但就目前而言，我國仍是以火力發(fā)電為主，火電機組由汽機、鍋爐、電氣等模塊組成，其中汽機作為整個火電機組的關(guān)鍵，直接影響到最終的發(fā)電質(zhì)量、效率，只有進行汽機運行的有效管理，才可提升其與鍋爐系統(tǒng)等靈活配合能力，減少化石燃料等資源損耗，降低電廠成本[1]。但就實際而言，很多火電廠在運行過程中，仍會受到各種外部因素影響，造成汽機難以維持正常狀態(tài)運行，如汽輪機葉片損壞、功率不達標(biāo)等，要求在分析汽機運行問題的基礎(chǔ)上提出對應(yīng)策略，以此來提升汽機運行效率。

二、火電廠汽機運行過程中的問題分析

（一）案例簡述

結(jié)合某660MW火電機組，探討其在運行中的系列問題。已知該火電機組于2014年投產(chǎn)，發(fā)電過程穩(wěn)定，未出現(xiàn)過大型事故，但在近十年的運行中，部分汽機設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)老化問題，如在2022年9月15日的汽機檢查中，由巡檢人員發(fā)現(xiàn)汽機穿線異響，且會出現(xiàn)中途中斷的情況，便采取了緊急應(yīng)對措施，聯(lián)系檢修人員處理，恢復(fù)正常，但僅僅過了3h，便有相關(guān)問題再次出現(xiàn)，為保證汽機安全運行，運行人員建議進行汽機系統(tǒng)的整體診斷以確定問題所在。

（二）問題診斷

除了常規(guī)的汽輪機機組試驗、現(xiàn)場檢查外，火電廠負(fù)責(zé)人員引入了新型的診斷技術(shù)：基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊聚類的在線診斷技術(shù)、振動診斷技術(shù)。進行具體化分析：

1.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊聚類的在線診斷技術(shù)在應(yīng)用時，結(jié)合汽機系統(tǒng)展開故障診斷、定位，具體流程為：采集汽機機組運行信號，由傳感器進行處理，獲取基本特征，進行模糊聚類處理，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測控制故障診斷，將診斷信息納入運行故障統(tǒng)計庫，為后續(xù)搭建故障診斷學(xué)習(xí)模型奠定基礎(chǔ)[2]?？紤]到汽機故障的不確定性、時變性等特征，在進行診斷系統(tǒng)設(shè)計時，按照以下流程展開：開始，初始化權(quán)值、閾值，輸入第i個樣本，計算各層輸出，計算誤差，判斷是否滿足精度，判斷故障類型，定位故障點，后續(xù)再進行下一輪診斷循環(huán)，以此來保障診斷結(jié)果無限接近于汽機實際情況。

2.振動診斷技術(shù)，通過電壓加速器傳感器采集汽機設(shè)備振動信號，由診斷系統(tǒng)進行各類數(shù)據(jù)的深度處理，得到準(zhǔn)確振動值，觀察振動值在各階段的數(shù)據(jù)變化，了解故障特征。可參考工業(yè)設(shè)備振動標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)備轉(zhuǎn)速＜120r/min或者＞600r/min時為故障狀態(tài)，必須對其加以處理，而本次汽機振動測試結(jié)果如下表1、表2所示，進行表中數(shù)據(jù)分析，可知汽機1#、2#測點水平方向振動位移、速度幅值較大，而加速度幅值較小，由此判定汽機可能存在長周期故障，而汽機回轉(zhuǎn)頻率為1000/60=16.67Hz，與2#測點軸向、水平振動速度頻譜圖突出振動基本吻合，結(jié)合頻域典型不平衡特征，推斷汽機軸承安裝不平衡，需及時拆卸維修。

三、火電廠汽機運行過程中的問題與應(yīng)對措施

（一）汽機真空下降

1.通過在線診斷系統(tǒng)對汽機性能展開診斷，確定汽機存在真空下降問題，安排運維人員展開循證分析，發(fā)現(xiàn)問題原因主要是凝汽器密封性低、循環(huán)水系統(tǒng)異常等，引發(fā)排氣壓力上升，讓軸承在高溫、高壓影響下劇烈波動，有斷裂風(fēng)險。

2.針對真空下降的問題，提出以下解決對策：①提升凝汽器密閉性，仔細檢查凝汽器各個工作環(huán)節(jié)，處理相關(guān)問題，更換腐蝕零件，保證機組運行效果[3]。②進行凝汽器清洗。需要每周安排巡檢人員進行凝汽器清洗，兩個膠球清洗裝置必須保持一個運行、一個備用，且需嚴(yán)控膠球使用數(shù)量，如清洗未達到相關(guān)要求，需要適當(dāng)提升膠球投入數(shù)量。在機組停電檢修時，引入凝汽器銅管高壓水射流除垢技術(shù)，加大清洗力度；在機組運行調(diào)峰低谷階段，組織檢修人員進行凝汽器清理，保證汽輪機能維持背壓狀態(tài)運行。進行濾網(wǎng)檢查、修復(fù)，保證水室長期儲水，考慮到泥沙、鵝卵石等會影響濾網(wǎng)性能，增加水腫雜質(zhì)，需要定期檢查濾網(wǎng)使用情況，關(guān)注倒流閥方向，減少汽輪機中空氣[4]。③嚴(yán)控循環(huán)水溫，避免進入凝汽器中水溫過高，裝設(shè)管網(wǎng)補水泵，在進水口壓力表上增設(shè)報警器，在壓力超出限定標(biāo)準(zhǔn)后，發(fā)出告警信息，提示系統(tǒng)補水；針對排氣過熱現(xiàn)象，在排氣口安裝除鹽水噴水設(shè)備以降低排氣溫度。

（二）汽輪機異常振動

1.依靠上述診斷系統(tǒng)判斷汽輪機異常振動原因，輪子因熱量高出現(xiàn)變化、氣流激振、摩擦振動、油膜晃動等有著直接關(guān)聯(lián)。以摩擦振動來說，主要是因摩擦振動會讓汽輪機內(nèi)部不穩(wěn)，數(shù)值不標(biāo)準(zhǔn)，并產(chǎn)生錯位穩(wěn)定，造成振動無法解決；轉(zhuǎn)子變化造成附近力度不穩(wěn)定，傳送到振動信號中，造成振動不平衡。

2.在解決汽輪機異常振動問題時，可從以下數(shù)點出發(fā)：①轉(zhuǎn)子變形處理，確定轉(zhuǎn)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進行轉(zhuǎn)子全方位清潔，準(zhǔn)備十一部件堵住入口，避免旋轉(zhuǎn)時出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象；組織巡檢人員定期查驗轉(zhuǎn)子使用油有無從排出部位進入，因排氣孔關(guān)聯(lián)外部環(huán)境，需在汽輪機安裝時即做好檢查工作，避免過高溫度油進入內(nèi)部；若因轉(zhuǎn)子溫度過高引發(fā)振動，需立即更換轉(zhuǎn)子。②針對氣流激振，需分析其形成原因與影響因素，綜合振動相關(guān)信息，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，以圖形、圖表形式展開相關(guān)問題，分析氣門特征，優(yōu)選氣流激振處理模式，避免氣流激振發(fā)生在不良區(qū)域，預(yù)防異常振動再次發(fā)生[5]。③解決油膜晃動問題，依靠提升軸承穩(wěn)定性、汽輪機轉(zhuǎn)子性能解決問題，需了解汽輪機型號、結(jié)構(gòu)、潤滑型號等相關(guān)信息，選擇適當(dāng)潤滑油滴入轉(zhuǎn)子、軸承，必要時拓寬軸瓦壓力，縮減摩擦裂縫，提升汽輪機三層結(jié)構(gòu)厚度，提升汽輪機運轉(zhuǎn)效率；結(jié)合軸瓦運行目的加裝油漆模具，提升穩(wěn)定性；再通過均衡力降低轉(zhuǎn)子不平衡問題。④振動摩擦問題，可在摩擦相對嚴(yán)重位置添加潤滑劑，減少摩擦；還需針對汽輪機在運行時的老舊部位，及時更換相關(guān)部件，并在后續(xù)注意觀察。

（三）注油器出口油壓下降

1.分析汽機運行特征，注油器出口油壓下降是目前面臨的主要問題，依靠上述故障診斷體系，判斷油壓變化情況，初始油壓為0.065MPa，在運行24h后為0.058MPa，33h后為0.052MPa，48h后為0.047MPa，100h后為0.021MPa。分析問題原因，可能是油路堵塞、閥門失效、油泵故障等。

2.為解決油壓持續(xù)下降的問題，提出以下解決對策：①加強運行檢測，定期從油箱底部冷油器油側(cè)放油取樣，化驗油質(zhì)，判斷有無過多水進入油系統(tǒng)。考慮到油箱箱底為傾斜的，油中的水會在重力作用下沉淀在油箱底部一角便于排出，可通過監(jiān)測油箱中水分含量，確定其問題所在，并進行針對性處理。②檢查油路有無堵塞，若因長期使用劣質(zhì)潤滑油或者一直未更換潤滑油所致，需要及時清洗油路，并用專用清洗劑清洗，避免遺留廢液，后續(xù)選擇高質(zhì)量潤滑油[6]。③針對閥門失效問題，需檢查控制閥、注油閥等裝置，并更換對應(yīng)元件，后續(xù)加強監(jiān)視。④針對油泵故障，需核查其壓力正常與否，通過萬能表測試油泵，若油泵壓力低，可更換對應(yīng)零部件，或者直接更換新的油泵。

（四）給水泵前置泵軸承溫度高

1.進行問題分析，主要集中在以下幾個方面：軸承潤滑油冷卻水管路不暢，當(dāng)前冷卻能力不達標(biāo)；熱工測點損壞或者安裝不當(dāng)，造成虛假指示報警；潤滑油中含有其他雜質(zhì)，軸承磨損造成溫度升高；軸承游隙偏?。晦D(zhuǎn)子軸向竄動過?。唤o水泵前置泵與電動機對輪間距預(yù)留不合格，造成泵體內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，產(chǎn)生較大推力。

2.問題處理，可按照以下步驟展開：①問題排查，先檢查潤滑油管路，確保冷卻水管路暢通，冷卻水流量正常；核檢熱工溫度測點，確保測點完好，正常顯示；更換油室內(nèi)部潤滑油，且化驗后潤滑油所有指標(biāo)滿足要求；檢查軸承保持架、滾珠、滑道等，未發(fā)現(xiàn)缺陷，不用更換軸承，可適當(dāng)增加軸承間游隙。經(jīng)過系統(tǒng)分析，確定問題所在[7]。②確定水泵轉(zhuǎn)子類型，列出軸向竄動設(shè)計值，充分考量轉(zhuǎn)子部件受力、膨脹、熱態(tài)、冷態(tài)等狀況下的具體表現(xiàn)，在轉(zhuǎn)動部件軸向竄動較小甚至為0時，圓錐滾子軸承外圈、滾珠接觸力較大，會劇烈摩擦，提升軸承溫度，具體觀察轉(zhuǎn)子軸向竄動值，為達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，會引發(fā)軸承溫升，需重新設(shè)定軸承間隔環(huán)間隙，再更換優(yōu)質(zhì)軸承，進行軸承間隔環(huán)精加工，使其滿足要求。③后續(xù)在前置泵運行過程中，需密切觀察軸承、設(shè)備損壞程度、泵軸、聯(lián)軸器中心、油質(zhì)、設(shè)備軸承冷卻水、滾動軸承等的運行情況，提出預(yù)防措施，避免再次出現(xiàn)比較嚴(yán)重的溫升問題。

（五）疏水系統(tǒng)泄漏

1.汽機熱力系統(tǒng)中，會結(jié)合運行需求，配置大量疏水閥，以此來減少蒸汽損耗，但因其內(nèi)部泄漏，會引發(fā)汽機熱負(fù)荷大量損耗，不利于節(jié)能降耗。

2.在處理疏水閥泄漏問題時，進行疏水閥整體系統(tǒng)優(yōu)化，尋找內(nèi)部泄漏問題真正來源，如疏水閥腐蝕問題、疏水閥與疏水閥間的壓力差等，按照以下方法予以處理：①疏水閥檢測：傳統(tǒng)方法，如耳朵貼著螺絲刀聽，但在高溫、高空處無法接近；應(yīng)用工業(yè)用探測器，了解疏水閥操作特性，但管道噪音可能影響檢測結(jié)果，且一些微小的泄漏問題無法及時查明；法國超聲波疏水閥檢漏儀，具備較好應(yīng)用效果，但引入成本高，需進行長遠規(guī)劃。②結(jié)合疏水閥存在的問題，選擇對應(yīng)的處理方法，如及時更換新的止水閥或者調(diào)整止水閥設(shè)計方案，使其與整個熱力系統(tǒng)協(xié)調(diào)。

（六）安全問題

1.汽機運行安全問題一直存在，主要是高溫、高壓、火災(zāi)危險，如何進行有效的處理與規(guī)避，是關(guān)鍵要點。如汽機高壓旁路最高溫度達到上千度，若出現(xiàn)泄漏，會造成難以估量的損害。

2.針對可能出現(xiàn)的安全問題，做好以下工作：①提升運行巡檢人員專業(yè)能力，加強安全學(xué)習(xí)，深刻了解汽機運行中的相關(guān)安全問題，具備基本的安全事故應(yīng)對、處理能力。②做好汽機設(shè)備的定期檢查工作，尤其是在汽機大小修期間，需安排巡檢人員、檢修人員對接，就可能出現(xiàn)事故的設(shè)備進行安全試驗，剔除風(fēng)險因素，提升運行安全程度。

結(jié)語

綜上，文章就火電廠汽機運行過程中的問題及應(yīng)對措施展開了綜合論述與分析，應(yīng)給予其足夠的重視，明確上述各項措施在實際落實中的優(yōu)勢與不足，發(fā)揚優(yōu)勢、彌補不足，并注重對相關(guān)問題的提前發(fā)現(xiàn)，完善故障診斷機制，確定故障類型、嚴(yán)重程度等，處理進程中總結(jié)經(jīng)驗、優(yōu)化技術(shù)，實現(xiàn)火電廠長遠發(fā)展。